Question

工業生產的純堿中常含有少量NaCl雜質．為測定某純堿樣品的純度，化學課外活動小組設計了兩種實驗方案：
【方案一】取樣品溶解后，加試劑使CO₃^2-沉淀，測定沉淀的質量．
【方案二】用稀酸將CO₃^2-轉化為CO₂，測定CO₂的質量．
（1）方案一的操作步驟有：①稱量樣品W₁ g并溶解樣品；②加入足量的BaCl₂溶液；③過濾；④洗滌；⑤干燥；⑥稱量沉淀W₂ g并進行恒重操作，最后稱量沉淀W₃ g．
稱量時所需定量實驗儀器為

托盤天平

．根據方案一的數據，算出樣品中純堿的質量分數為

106W3

197W1

（用代數式表示）．
（2）方案二的實驗裝置如圖：

操作步驟有：①檢查裝置的氣密性；②在干燥管內裝滿堿石灰，稱量質量為W₁ g；③稱量W₂ g樣品裝入廣口瓶B中；④緩緩鼓入空氣數分鐘；⑤關閉止水夾，緩慢加入稀H₂SO₄至不再產生氣體為止；⑥打開止水夾；⑦緩緩鼓入空氣數分鐘，再稱量干燥管，質量為W₃ g．
根據方案二的數據，算出樣品中純堿的質量分數為

53(W3-W1)

22W2

（用代數式表示）．圖中裝置A的作用是

吸收空氣中的CO₂，減少誤差

．裝置C的作用是

吸收氣體中是水蒸汽，減少誤差

．如果沒有裝置A和實驗操作④⑦，會導致測量結果

偏小

（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）．有同學認為空氣中的水蒸氣會進入干燥管導致測量結果

偏大

（填“偏大”、“偏小”或“無影響”），改進措施可以是

在干燥管后加一裝有堿石灰的干燥管

．

Answer 1

分析：方案二：（1）稱量用到的儀器是托盤天平；根據實驗步驟，最后稱量沉淀W₃g為碳酸鋇沉淀，根據碳酸根離子與碳酸鈉的關系，計算出樣品中純堿的質量分數；
（2）根據碳酸鈉與硫酸反應生成二氧化碳的物質的量，計算出碳酸鈉的物質的量，再計算出碳酸鈉的質量分數；空氣中含有二氧化碳，屬于酸性氧化物能被堿液吸收，濃硫酸具有吸水性，據此分析；如果沒有裝置A和實驗操作④⑦，測定的二氧化碳的質量偏小，測定結果偏低；空氣中的水蒸氣會進入干燥管導，導致干燥管質量增加，測定的生成二氧化碳的質量偏大，結果偏大；在干燥管后加一裝有堿石灰的干燥管，吸收空氣中的水和二氧化碳，可以減小測定結果．

解答：解：方案二：（1）稱量質量用到儀器托盤天平；W₃g為碳酸鋇沉淀，物質的量是

W3

197

mol，碳酸鈉與碳酸鋇物質的量相等，樣品中純堿的質量分數為：

W3 197 106

W1

=

106W3

197W1

，
故答案為：托盤天平；

106W3

197W1

；
（2））堿石灰吸收的物質是二氧化碳，二氧化碳的質量是（W₃-W₁）g，根據碳原子守恒得碳酸鈉的質量=

106(W3-W1)

44

，則純堿的質量分數=

106(W3-W1) 44

W2

=

53(W3-W1)

22W2

，
空氣中含有二氧化碳，A中氫氧化鈉溶液用于吸收空氣中二氧化碳，防止干擾碳酸鈉的測定；反應生成的二氧化碳中含有水蒸氣，堿石灰能吸收水蒸氣而避免影響二氧化碳的測定，所以用C裝置中的濃硫酸吸收水蒸氣；如果沒有裝置A和實驗操作④⑦，會導致干燥管中生成二氧化碳的質量減小，測定結果偏低；空氣中的水蒸氣進入干燥管而影響二氧化碳的測定，導致二氧化碳的質量偏大，測定結果偏低；為防止水蒸氣的干擾，應該在干燥管右邊再加一個裝有堿石灰的干燥管，
故答案為：

53(W3-W1)

22W2

；吸收空氣中的CO₂，減少誤差；吸收氣體中是水蒸汽，減少誤差；偏�。黄�大；在干燥管后加一裝有堿石灰的干燥管．

點評：本題考查了探究物質的組成和測量物質的含量，注意空氣中含有的二氧化碳和水蒸氣對二氧化碳的測定有影響，所以為防止干擾要先除去空氣中二氧化碳和水蒸氣，為易錯點．